SU1480960A1 - Способ отливки двухслойных прокатных валков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области литейного производства, а именно к способам отливки чугунных прокатных валков, и может быть использовано дл  получени  двухслойных чугунных прокатных валков с отбеленным рабочим слоем. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной прочности нижних по заливке (приводных) шеек валка и снижение затрат на промывку. Способ включает заливку литейной формы легированным чугуном до уровн  на 300-350 мм выше верхнего кра  полости бочки валка, выдержку дл  кристаллизации отбеленного рабочего сло  и последующую промывку литейной формы нелегированным барийсодержащим чугуном с содержанием бари  0,02-0,04 мас.% дл  формировани  сердцевины и шеек валка при соотношении массы нелегированного барийсодержащего чугуна и массы легированного чугуна равным 1:(3,2-4,5), а в качестве нелегированного барийсодержащего чугуна используют чугун следующего химического состава, мас.%: углерод 3,2-3,6

кремний 1,3-1,9

марганец 0,4-0,6

фосфор 0,10-0,25

сера 0,08-0,14

барий 0,02-0,04

железо - остальное. 1 табл.

Description

1

Изобретение относитс  к литейному производству , а именно к способам отливки чугунных прокатных валков, и может быть использовано дл  получени  двухслойных чугунных прокатных валков с отбеленным рабочием слоем.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационной прочности нижних по заливке (приводных) шеек валка и снижение затрат на промывку.

Способ включает заливку литейной формы легированным чугуном до уровн  на 300-350 мм выше верхнего кра  полости бочки валка, выдержку дл  кристаллизаЈь

оо о со

С5

ции отбеленного рабочего сло  и последующую промывку литейной формы нелегированным барийсодержащим чугуном с содержанием бари  0,02-0,04% дл  формировани  сердцевины и шеек валка. При этом отношение массы нелегированного барийсодержащего чугуна к массе легированного чугуна составл ет 1:(3,2-4,5), а в качестве нелегированного барийсодержащего чугуна используют чугун следующего химического состава, мас.%:

Углерод3,2 -3,6

Кремний1,3 -1,9

Марганец0,4 -0,6

Фосфор0,10-0,25

Сера0,08-0,14

Барий0,02-0,04

ЖелезоОстальное

Барий в указанных пределах (0,02- 0,04%) оказывает сильное инокулирующее и графитизирующее вли ние на структуру чугуна, сердцевины и шеек, что обеспечивает повышение их критери  эксплуатационной прочности. Вли ние бари  носит экстремальный характер и при уменьшении его концентрации менее 0,02% его вли ние не про вл етс , а концентраци  свыше 0,04% может вызывать стабилизирующий эффект на графитизацию чугуна.

Необходимое количество промывки определ етс  следующим образом. При использовании нелегированного чугуна в количестве большем, чем в соотношении к легированному 1:4,5, он вносит в полость формы, выполн ющую нижнюю шейку (через нее проходит весь заливаемый в форму металл), большое количество тепла и разогревает ее, что приводит к увеличению продолжительности затвердевани  и, как следствие, к ухудшению структуры и снижению прочности металла (см. таблицу).

При использовании промывного чугуна в количестве меньшем, чем в соотношении 1:3,2, не обеспечиваетс  достаточно полное обновление металла верхней шейки и за счет смешивани  легированного и нелегированного чугунов содержание хрома здесь повышаетс  до концентраций, предопредел ющих выделение цементита и получение в верхних шейках структуры половинчатого чугуна, что приводит к резкому падению их критери  эксплуатационной прочности. Углерод в указанных пределах (3,2- 3,6%) в нелегированном чугуне дл  промывки обеспечивает необходимую степень эвтек- тичности и полную графитизацию чугуна в сердцевине и шейках валка. При содержании менее 3,2% углерода ухудшаютс  его литейные свойства и не обеспечиваетс  графитизаци  чугуна. При содержании углерода более 3,6% увеличиваютс  общее количество графита, размеры и степень раз- ветвленности графитных включений, что ведет к снижению прочности шеек.

Кремний в указанных пределах (1,3- 1,9%) обеспечивает нейтрализацию карби- дизирующего вли ни  хрома (совместное никелем основного чугуна), попадающего при частичном смешивании чугунов при промывке . При концентрации кремни  менее 1,3% в структуре сердцевины и шеек кристаллизуетс  структурно свободный цементит. Увеличение же содержани  кремни  более 1,9% сопровождаетс  частичной феррити- зацией металлической основы, увеличением размеров и степени разветвленности графитных включений, что  вл етс  также причиной снижени  прочности шеек. При этом возникают затруднени  с использованием

в шихте возврата из вышедших из эксплуатации валков.

Марганец в пределах 0,4-0,6% способствует перлитизации матрицы чугуна. При содержании его менее 0,4% такое вли ние в медленно охлаждающемс  чугуне при затвердевании шейки не про вл етс . С увеличением концентраци марганца более 0,6% прочность чугуна снижаетс  в св зи с по влением в структуре выделений аустенитокарбидной эвтектики из-за отбеливающего вли ни  марганца.

Фосфор в пределах ОДО-0,25 повышает степень эвтектичности и полноту графити- зации чугуна, уменьшает размеры эвтектиc ческого зерна и увеличивает жидкотекучесть чугуна. При содержании менее 0,1% такое вли ние про вл етс  незначительно. Увеличение же содержани  фосфора боле 0,25% приводит к по влению в структуре шеек замкнутой сетки фосфидной эвтектики, ох0 рупчивающей чугун.

Сера в пределах 0,08-0,14% соответствует ее содержанию в обычных ваграночных чугунах и обусловлена наличием вагранок дл  получени  нелегированного чугуна дл  промывки форм на вальцелитейных заводах.

Пример. Отливают листопрокатные валки

исполнени  ЛПХНдбЗ с размерами бочки

01000X3100 мм 41,9 т. В мартеновской

печи с кислой футеровкой плав т легироп ванный чугун следующего химического состава , мас.%: С 2,9; Si 0,5; Мп 0,5; Сг 0,6; Ni 2,6; Р 0,4; S 0,08. Чугун заливают в форму при 1310°С. Объем заливаемого чугуна контролируют по показани м сигнала уровн  заливки чугуна в форме. После выдержс ки продолжительностью 280 с форму промывают ваграночным нелегированным чугуном следующего химического состава, мас.% С 3,4; Si 1,6; Мп 0,5; Р 0,15; S 0,11; Ва 0,03. Масса металла дл  промывки составл ет 3 т. а температура заливки 1280°С. При ме0 ханическбй обработке валков от торцов шеек отбирают кольца-темплеты, из которых вырезают образцы дл  определени  механических свойств и проведени  металлографического анализа.

Результаты отливки опытных валков приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, использование нелегированного барийсодержащего чугуна с содержанием 0,02-0,04% Ва в соотношении с легированным чугуном 1:(3,2-

Q 4,5) позвол ет по сравнению с прототипом повысить критерий эксплуатационной прочности нижних шеек на 25-35% при снижении затрат на промывку на 23-44%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ отливки двухслойных прокатных валков, включающий заливку литейной формы легированным чугуном до уровн  на

   300-350 мм выше верхнего кра  валка, выдержку дл  кристаллизации отбеленного рабочего сло  и последующую промывку литейной формы нелегированным чугуном дл  формировани  сердцевины и шеек валка , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной прочности нижних по заливке (приводных) шеек валка и снижени  затрат на промывку, дл  промывки литейной формы используют нелегированный барийсодержащий чугун с содержанием бари  0,02-0,04% при отношении массы

   нелегированного барийсодержащего чугуна к массе легированного чугуна 1:(3,2-4,5), при этом в качестве нелегированного барийсодержащего чугуна используют чугун следующего состава, мас.%:

   Углерод3,3 -3,6

   Кремний1,3 -1,9

   Марганец0,4 -.0,6

   Фосфор0,10-0,25

   Сера0,08-0,14

   Барий0,02-0,04

   ЖелезоОстальное.